معامل الكفاءة (COP) هو سمة من سمات كفاءة نظام (جهاز ، آلة) فيما يتعلق بتحويل الطاقة ؛ يتم تحديدها من خلال نسبة الطاقة المفيدة المستخدمة (التي تحولت إلى عمل في عملية دورية) إلى إجمالي كمية الطاقة المنقولة إلى النظام.

معامل في الرياضيات او درجة عمل مفيد

(الكفاءة) ، سمة من سمات كفاءة نظام (جهاز ، آلة) فيما يتعلق بتحويل أو نقل الطاقة ؛ يتم تحديدها من خلال نسبة الطاقة المفيدة المستخدمة إلى إجمالي كمية الطاقة التي يتلقاها النظام ؛ عادةً ما يُشار إليها بـ h = Wpol / Wcym.

في المحركات الكهربائية ، الكفاءة هي نسبة العمل الميكانيكي المنفذ (المفيد) إلى الطاقة الكهربائية المستلمة من المصدر ؛ في المحركات الحرارية - نسبة العمل الميكانيكي المفيد إلى كمية الحرارة المنفقة ؛ في المحولات الكهربائية ≈ نسبة الطاقة الكهرومغناطيسية المستلمة في الملف الثانوي إلى الطاقة التي يستهلكها الملف الأولي. لحساب الكفاءة أنواع مختلفةيتم التعبير عن الطاقة والعمل الميكانيكي في نفس الوحدات بناءً على المكافئ الميكانيكي للحرارة ونسب أخرى مماثلة. نظرًا لعموميته ، يتيح مفهوم الكفاءة إمكانية المقارنة والتقييم من وجهة نظر موحدة لأنظمة مختلفة مثل المفاعلات النووية والمولدات الكهربائية والمحركات ومحطات الطاقة الحرارية وأجهزة أشباه الموصلات والأشياء البيولوجية وما إلى ذلك.

نظرًا لخسائر الطاقة الحتمية بسبب الاحتكاك وتسخين الأجسام المحيطة وما إلى ذلك ، تكون الكفاءة دائمًا أقل من الوحدة. وفقًا لذلك ، يتم التعبير عن الكفاءة في أجزاء من الطاقة المستهلكة ، أي في الشكل جزء الصحيحأو كنسبة مئوية ، وكمية بلا أبعاد. تصل كفاءة محطات الطاقة الحرارية إلى 35-40٪ ، ومحركات الاحتراق الداخلي ≈ 40-50٪ ، ودينامو الطاقة العالية والمولدات 95٪ ، والمحولات 98٪. عادة ما تكون كفاءة عملية التمثيل الضوئي 6-8٪ ، وفي الكلوريلا تصل إلى 20-25٪. بالنسبة للمحركات الحرارية ، نظرًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، فإن الكفاءة لها حد أعلى تحدده ميزات الدورة الديناميكية الحرارية (عملية دائرية) التي تؤديها مادة العمل. تتميز دورة كارنو بأعلى كفاءة.

يتم التمييز بين كفاءة عنصر فردي (مرحلة) لجهاز أو جهاز والكفاءة التي تميز السلسلة الكاملة لتحولات الطاقة في النظام. يمكن أن تكون كفاءة النوع الأول ، وفقًا لطبيعة تحويل الطاقة ، ميكانيكية وحرارية وما إلى ذلك. النوع الثاني يشمل أنواع الكفاءة العامة والاقتصادية والتقنية وأنواع أخرى من الكفاءة. الكفاءة الكلية للنظام تساوي ناتج الكفاءات الجزئية ، أو كفاءة الخطوات.

في الأدبيات الفنية ، يتم تحديد الكفاءة أحيانًا بحيث يمكن أن تكون أكبر من الوحدة. ينشأ موقف مشابه إذا حددنا الكفاءة من خلال النسبة Wpol / Wcont ، حيث Wcont الطاقة المستخدمة ، التي تم الحصول عليها عند "خرج" النظام ، Wcont - ليس كل الطاقة التي تدخل النظام ، ولكن فقط ذلك الجزء منه ، التي يتم تكبد تكاليفها الحقيقية. على سبيل المثال ، أثناء تشغيل السخانات الكهروحرارية لأشباه الموصلات (مضخات الحرارة) ، يكون استهلاك الكهرباء أقل من كمية الحرارة المنبعثة من العناصر الحرارية. يتم استخلاص الطاقة الزائدة من بيئة. في هذه الحالة ، على الرغم من أن الكفاءة الحقيقية للمصنع أقل من الوحدة ، إلا أن الكفاءة المدروسة h = Wpol / Wzap قد تكون أكبر من الوحدة.

مضاءة: Artobolevsky I. I. ، نظرية الآليات والآلات ، الطبعة الثانية ، M.≈ L. ، 1952 ؛ هندسة الحرارة العامة ، أد. S. Ya Kornitsky and Ya. M. Rubinshtein، 2nd ed.، M.≈ L.، 1952؛ الهندسة الكهربائية العامة ، M.≈ L. ، 1951 ؛ Vukalovich M. P.، Novikov I.، Technical Thermodynamics، 4th ed.، M.، 1968.

ويكيبيديا

نجاعة

نجاعة (نجاعة) - خاصية كفاءة النظام فيما يتعلق بتحويل أو نقل الطاقة. يتم تحديده من خلال نسبة الطاقة المفيدة المستخدمة إلى إجمالي كمية الطاقة التي يتلقاها النظام ؛ عادة ما يشار إليها ب η. الكفاءة هي كمية بلا أبعاد ويتم قياسها غالبًا كنسبة مئوية.

في الواقع ، يكون العمل المنجز بمساعدة أي جهاز دائمًا أكثر فائدة ، حيث يتم تنفيذ جزء من العمل ضد قوى الاحتكاك التي تعمل داخل الآلية وعند تحريك أجزائها الفردية. لذلك ، باستخدام كتلة متحركة ، يقومون بعمل إضافي ، ويرفعون الكتلة نفسها والحبل ، ويتغلبون على قوى الاحتكاك في الكتلة.

نقدم الترميز التالي: نشير إلى العمل المفيد بواسطة $ A_p $ ، وإكمال العمل بواسطة $ A_ (poln) $. عند القيام بذلك ، لدينا:

تعريف

معامل الأداء (COP)يسمى نسبة العمل المفيد إلى الكامل. نشير إلى الكفاءة بالحرف $ \ eta $ ، ثم:

\ [\ eta = \ frac (A_p) (A_ (poln)) \ يسار (2 \ يمين). \]

في أغلب الأحيان ، يتم التعبير عن الكفاءة كنسبة مئوية ، ثم تعريفها هو الصيغة:

\ [\ eta = \ frac (A_p) (A_ (poln)) \ cdot 100 \٪ \ \ يسار (2 \ يمين). \]

عند إنشاء الآليات ، يحاولون زيادة كفاءتهم ، لكن الآليات ذات الكفاءة التي تساوي واحدًا (وحتى أكثر من واحدة) غير موجودة.

إذن ، عامل الكفاءة هو الكمية المادية، مما يوضح نسبة العمل المفيد من كل العمل المنتج. بمساعدة الكفاءة ، يتم تقييم كفاءة الجهاز (آلية ، نظام) الذي يحول أو ينقل الطاقة التي تؤدي العمل.

لزيادة كفاءة الآليات ، يمكنك محاولة تقليل الاحتكاك في محاورها ، كتلتها. إذا كان من الممكن إهمال الاحتكاك ، فإن كتلة الآلية أقل بكثير من كتلة الحمولة التي ترفعها الآلية ، على سبيل المثال ، تكون الكفاءة أقل قليلاً من الوحدة. ثم يكون العمل المنجز مساويًا تقريبًا للعمل المفيد:

القاعدة الذهبية للميكانيكا

يجب أن نتذكر أنه لا يمكن تحقيق مكاسب في العمل باستخدام آلية بسيطة.

دعونا نعبر عن كل عمل من الأعمال في الصيغة (3) كمنتج للقوة المقابلة من خلال المسار الذي سافر تحت تأثير هذه القوة ، ثم نقوم بتحويل الصيغة (3) إلى الشكل:

يوضح التعبير (4) أنه باستخدام آلية بسيطة ، نكتسب القوة بقدر ما نخسر في الطريق. يسمى هذا القانون "القاعدة الذهبية" للميكانيكا. صاغ هيرون الإسكندرية هذه القاعدة في اليونان القديمة.

هذه القاعدة لا تأخذ في الاعتبار العمل للتغلب على قوى الاحتكاك ، لذلك فهي تقريبية.

الكفاءة في نقل الطاقة

يمكن تعريف عامل الكفاءة على أنه نسبة العمل المفيد إلى الطاقة التي يتم إنفاقها على تنفيذه ($ Q $):

\ [\ eta = \ frac (A_p) (Q) \ cdot 100 \٪ \ \ يسار (5 \ يمين). \]

لحساب كفاءة المحرك الحراري ، يتم استخدام الصيغة التالية:

\ [\ eta = \ frac (Q_n-Q_ (ch)) (Q_n) \ يسار (6 \ يمين) ، \]

حيث $ Q_n $ هو مقدار الحرارة المتلقاة من السخان ؛ $ Q_ (ch) $ - كمية الحرارة المنقولة إلى الثلاجة.

كفاءة المحرك الحراري المثالي الذي يعمل وفقًا لدورة كارنو هي:

\ [\ eta = \ frac (T_n-T_ (ch)) (T_n) \ يسار (7 \ يمين) ، \]

حيث $ T_n $ - درجة حرارة السخان ؛ $ T_ (ch) $ - درجة حرارة الثلاجة.

أمثلة على مهام الكفاءة

مثال 1

ممارسه الرياضه.تبلغ قوة محرك الرافعة $ N $. في الفترة الزمنية التي تساوي $ \ Delta t $ ، قام برفع حمولة من الكتلة $ m $ إلى الارتفاع $ h $. ما هي كفاءة الرافعة؟ \ textit ()

المحلول.العمل المفيد في المسألة قيد النظر يساوي عمل رفع الجسم إلى ارتفاع $ h $ من حمولة الكتلة $ m $ ، وهذا هو عمل التغلب على قوة الجاذبية. يساوي:

يمكن العثور على إجمالي العمل الذي يتم القيام به عند رفع حمولة باستخدام تعريف القوة:

دعنا نستخدم تعريف عامل الكفاءة للعثور عليه:

\ [\ eta = \ frac (A_p) (A_ (poln)) \ cdot 100 \٪ \ left (1.3 \ right). \]

نقوم بتحويل الصيغة (1.3) باستخدام التعبيرات (1.1) و (1.2):

\ [\ eta = \ frac (mgh) (N \ Delta t) \ cdot 100 \٪. \]

إجابه.$ \ eta = \ frac (mgh) (N \ Delta t) \ cdot 100 \٪ $

مثال 2

ممارسه الرياضه. غاز مثاليينفذ دورة Carnot ، بينما كفاءة الدورة تساوي $ \ eta $. ما هو الشغل في دورة ضغط الغاز عند درجة حرارة ثابتة؟ الشغل الذي يقوم به الغاز أثناء التوسيع هو $ A_0 $

المحلول.يتم تعريف كفاءة الدورة على النحو التالي:

\ [\ eta = \ frac (A_p) (Q) \ يسار (2.1 \ يمين). \]

ضع في اعتبارك دورة كارنو ، وحدد العمليات التي يتم توفير الحرارة فيها (ستكون $ Q $).

نظرًا لأن دورة Carnot تتكون من اثنين من متساوي الحرارة واثنين من adiabats ، يمكننا أن نقول على الفور أنه لا يوجد انتقال للحرارة في العمليات الحرارية (العمليات 2-3 و4-1). في العملية المتساوية يتم توفير حرارة 1-2 (الشكل 1 $ Q_1 $) ، في عملية متساوية الحرارة 3-4 تتم إزالة الحرارة ($ Q_2 $). اتضح أنه في التعبير (2.1) $ Q = Q_1 $. نحن نعلم أن كمية الحرارة (القانون الأول للديناميكا الحرارية) التي يتم توفيرها للنظام أثناء عملية متساوية الحرارة تذهب بالكامل لأداء العمل بواسطة الغاز ، مما يعني:

يؤدي الغاز عملاً مفيدًا يساوي:

كمية الحرارة التي يتم إزالتها في العملية المتساوية 3-4 تساوي عمل الضغط (العمل سالب) (منذ T = const ، ثم $ Q_2 = -A_ (34) $). نتيجة لذلك ، لدينا:

نقوم بتحويل الصيغة (2.1) مع مراعاة النتائج (2.2) - (2.4):

\ [\ eta = \ frac (A_ (12) + A_ (34)) (A_ (12)) \ إلى A_ (12) \ إيتا = A_ (12) + A_ (34) \ إلى A_ (34) = ( \ eta -1) A_ (12) \ يسار (2.4 \ يمين). \]

بما أن الشرط $ A_ (12) = A_0 ، \ $ أخيرًا نحصل على:

إجابه.$ A_ (34) = \ left (\ eta -1 \ right) A_0 $

يمكن تطبيق مفهوم الكفاءة (COP) على مجموعة متنوعة من أنواع الأجهزة والآليات ، والتي يعتمد تشغيلها على استخدام أي موارد. لذلك ، إذا أخذنا في الاعتبار الطاقة المستخدمة لتشغيل النظام على أنها مورد ، فيجب اعتبار نتيجة ذلك مقدار العمل المفيد الذي يتم إجراؤه على هذه الطاقة.

بشكل عام ، يمكن كتابة معادلة الكفاءة على النحو التالي: n = A * 100٪ / Q. في هذه الصيغة ، يتم استخدام الرمز n كتسمية للكفاءة ، ويمثل الرمز A مقدار العمل المنجز ، و Q هو مقدار الطاقة المنفقة. في الوقت نفسه ، يجب التأكيد على أن وحدة قياس الكفاءة هي نسبة مئوية. من الناحية النظرية ، تبلغ القيمة القصوى لهذا المعامل 100 ٪ ، ولكن من الناحية العملية يكاد يكون من المستحيل تحقيق مثل هذا المؤشر ، نظرًا لوجود خسائر معينة في الطاقة في تشغيل كل آلية.

كفاءة المحرك

محرك الاحتراق الداخلي (ICE) ، وهو أحد المكونات الرئيسية لآلية السيارة الحديثة ، هو أيضًا أحد أشكال النظام الذي يعتمد على استخدام مورد - البنزين أو وقود الديزل. لذلك ، من الممكن حساب قيمة الكفاءة لها.

على الرغم من كل الإنجازات التقنية لصناعة السيارات ، تظل الكفاءة القياسية لمحركات الاحتراق الداخلي منخفضة جدًا: اعتمادًا على التقنيات المستخدمة في تصميم المحرك ، يمكن أن تتراوح من 25٪ إلى 60٪. هذا يرجع إلى حقيقة أن تشغيل مثل هذا المحرك يرتبط بخسائر كبيرة في الطاقة.

وبالتالي ، فإن أكبر الخسائر في كفاءة محرك الاحتراق الداخلي تحدث في تشغيل نظام التبريد ، والذي يستهلك ما يصل إلى 40٪ من الطاقة التي يولدها المحرك. يتم فقدان جزء كبير من الطاقة - تصل إلى 25٪ - في عملية إزالة غازات العادم ، أي يتم نقلها ببساطة بعيدًا في الغلاف الجوي. أخيرًا ، يذهب حوالي 10٪ من الطاقة التي يولدها المحرك للتغلب على الاحتكاك بين الأجزاء المختلفة لمحرك الاحتراق الداخلي.

لذلك ، يبذل التقنيون والمهندسون العاملون في صناعة السيارات جهودًا كبيرة لتحسين كفاءة المحركات من خلال تقليل الخسائر في جميع العناصر المذكورة أعلاه. وبالتالي ، فإن الاتجاه الرئيسي لتطوير التصميم الذي يهدف إلى تقليل الخسائر المتعلقة بتشغيل نظام التبريد يرتبط بمحاولات تقليل حجم الأسطح التي يحدث من خلالها انتقال الحرارة. يتم تقليل الخسائر في عملية تبادل الغازات بشكل أساسي باستخدام نظام الشحن التوربيني ، ويتم تقليل الخسائر المرتبطة بالاحتكاك من خلال استخدام المزيد من التكنولوجيا و مواد حديثةعند تصميم المحرك. وفقًا للخبراء ، فإن استخدام هذه التقنيات وغيرها يمكن أن يرفع كفاءة محركات الاحتراق الداخلي إلى مستوى 80٪ وما فوق.

حساب كفاءة وحدة الآلة

وحدة الآلة - مجموعة من آليات المحرك وآليات النقل وآليات آلة العمل.

دعونا نفكر في اقتراح منفصل. لكل دورة كاملة من هذه الحركة ، الزيادة في الطاقة الحركية تساوي صفرًا:

∑ (mv2) / 2-∑ (mv02) / 2 = 0 (1)

الكفاءة الميكانيكية (الكفاءة) هي نسبة القيمة المطلقة لعمل قوى مقاومة الإنتاج إلى عمل جميع القوى الدافعة لدورة حركة ثابتة. وفقًا لذلك ، يمكن كتابة الصيغة:

ك. يتم تحديده بالصيغة: η = Ап. ق / الجحيم (2)

حيث: Aps - عمل قوى الإنتاج ؛

الجحيم هو عمل القوى الدافعة.

عادةً ما يتم الإشارة إلى نسبة العمل AT للمقاومات غير الإنتاجية إلى عمل القوى الدافعة بواسطة Ψ وتسمى معامل الخسائر الميكانيكية. وفقًا لذلك ، يمكن كتابة الصيغة على النحو التالي:

η \ u003d AT / AD = 1 - Ψ (3)

كلما كانت المقاومة غير منتجة في آلية العمل ، انخفض معامل الخسارة وكلما كانت الآلية أكثر كمالًا من حيث الطاقة.

يتبع من المعادلة: نظرًا لعدم وجود آلية عمل AT ليس قوى إنتاج المقاومة ، قوى الاحتكاك (احتكاك الصقيع ، الاحتكاك المنزلق ، الجاف ، شبه الجاف ، السائل ، شبه السائل) ، عمليًا لا يمكن أن يساوي الصفر ، إذن الكفاءة لا يمكن أن تساوي الصفر.

من الصيغة (2) يترتب على ذلك أن الكفاءة يمكن أن تكون مساوية للصفر إذا

هذا يعني أن الكفاءة تساوي الصفر إذا كان عمل القوى الدافعة يساوي عمل جميع قوى المقاومة غير المنتجة الموجودة في الآلية. في هذه الحالة ، تكون الحركة ممكنة ، لكن بدون القيام بأي عمل. تسمى حركة الآلية هذه بحركة الخمول.

لا يمكن أن تكون الكفاءة أقل من الصفر ، لأنه من الضروري أن تكون نسبة العمل AT / IM أكبر من واحد:

AT / BP> 1 أو AT> BP

ويترتب على عدم المساواة هذه أنه إذا كانت الآلية التي تحقق الشرط المحدد في حالة سكون ، فلا يمكن أن تحدث الحركة الحقيقية. وتسمى هذه الظاهرة آلية الكبح الذاتي.إذا كانت الآلية قيد الحركة. بعد ذلك ، وتحت تأثير قوى المقاومة غير المنتجة ، سوف يبطئ تقدمه تدريجيًا حتى يتوقف (يتباطأ). وبالتالي ، فإن الحصول على قيمة سلبية للكفاءة في الحسابات النظرية هو علامة على الكبح الذاتي للآلية أو استحالة الحركة في اتجاه معين.

وبالتالي ، يمكن أن تختلف كفاءة الآلية في:

0 ≤η< 1 (4)

من الصيغة (2) يترتب على ذلك أن الكفاءة Ψ تختلف في: 0 ≤η< 1

علاقة الآلات بوحدة الآلة.

كل آلة عبارة عن مجموعة معقدة من الآليات المتصلة بطريقة معينة ، ويمكن تقسيم بعض الآليات المعقدة إلى آليات أبسط ، ثم امتلاك القدرة على حساب K.P.D. آليات بسيطة أو وجود قيم معينة تحت تصرفهم من K.P.D. آليات بسيطة ، يمكنك العثور على K.P.D. آلات تتكون من عناصر بسيطة في أي مجموعة منها.

يمكن تقسيم جميع الحالات الممكنة لنقل الحركة والقوة إلى حالات: توصيل متسلسل ومتوازي ومختلط.

عند حساب K.P.D. الاتصالات ، سنأخذ مجموعًا يتكون من أربع آليات منها: N1 = N2 = N3 = N4 ، η1 = η2 = η3 = η4 = 0.9

نحن نقبل القوة الدافعة (BP) = 1.0

خذ بعين الاعتبار K.P.D. اتصال تسلسلي.

يتم تشغيل الآلية الأولى من خلال القوى الدافعة التي تقوم بعمل الجحيم. بما أن العمل المفيد لكل آلية سابقة ، يتم إنفاقه على مقاومة الإنتاج ، هو عمل القوى الدافعة لكل واحدة لاحقة ، ثم K.P.D. η من الآلية الأولى هي:

ثانيًا - η \ u003d A2 / A1

الثالث - η \ u003d A3 / A2

الرابع - η \ u003d A4 / A3

الكفاءة العامة η1n = An / Ad

يمكن الحصول على قيمة عامل الكفاءة هذا بضرب جميع عوامل الكفاءة الفردية 1، η2، η3، η4. نملك

η = η1 * η2 * η3 * η4 = (A1 / AD) * (A2 / A1) * (A3 / A2) * (A4 / A3) = An / AD (5)

وبالتالي ، فإن الكفاءة الميكانيكية الكلية لوصلة الآليات المتسلسلة تساوي ناتج الكفاءة الميكانيكية للآليات الفردية التي تشكل نظامًا مشتركًا واحدًا.

η = 0.9 * 0.9 * 0.9 * 0.9 = 0.6561 = Ap. مع.

خذ بعين الاعتبار K.P.D. اتصال موازية.

عندما يتم توصيل الآليات بالتوازي ، قد تكون هناك حالتان: من مصدر واحد للقوة المحركة ، تنتقل الطاقة إلى عدة مستهلكين ، وتغذي عدة مصادر مستهلكًا واحدًا بالتوازي. لكننا سننظر في الخيار الأول.

بهذا الصدد: Ap. الصورة = A1 + A2 + A3 + A4

إذا كان K.P.D. كل آلية لها نفس الشيء بعد ذلك وسيتم توزيع الطاقة بالتساوي على كل آلية: I = 1 ثم ⇒ К1 = К2 = К3 = К4 = 0.25.

ثم: η = ∑Кi * ηi (6)

η = 4 (0.25 * 0.90) = 0.90

وهكذا ، فإن إجمالي K.P.D. اتصال متوازي كمجموع منتجات كل قسم فردي من سلسلة الوحدة.

ضع في اعتبارك كفاءة المركب المختلط.

في هذه الحالة ، يوجد اتصال تسلسلي ومتوازي للآليات.

في هذه الحالة ، يتم نقل الإعلان القوي إلى آليتين (1.3) ، ومنهم إلى البقية (2.4)

لأن η1 * η2 = A2 و η3 * η4 = A4 ، و K1 = K2 = 0.5

مجموع A2 و A4 يساوي Ap. مع. ثم من الصيغة (1) يمكن للمرء أن يجد K.P.D. الأنظمة

η = К1 * η1 * η2 + К2 * η3 * η4 (7)

η = 0.5 * 0.9 * 0.9 + 0.5 * 0.9 * 0.9 = 0.405 + 0.405 = 0.81

وبالتالي ، فإن إجمالي K.P.D. الوصلة المختلطة تساوي مجموع نواتج المعاملات الميكانيكية المتصلة في سلسلة مضروبة في جزء القوة الدافعة.

طرق تحسين الكفاءة

تهدف الجهود الرئيسية للمهندسين الآن إلى زيادة كفاءة المحركات عن طريق تقليل الاحتكاك في أجزائها ، وفقدان الوقود بسبب الاحتراق غير الكامل ، وما إلى ذلك. الاحتمالات الحقيقية لزيادة الكفاءة هنا لا تزال كبيرة ، الإجراءات تساوي: القيمة الفعلية للكفاءة بسبب أنواع مختلفة من خسائر الطاقة تساوي تقريبًا 40٪. أقصى كفاءة - حوالي 44٪ - لها محركات احتراق داخلي. لا يمكن أن تتجاوز كفاءة أي محرك حراري أقصى قيمة ممكنة وهي 40-44٪.

استنتاج: عند النظر في كل اتصال للآليات بشكل منفصل ، يمكننا القول أن أعلى كفاءة للاتصال المتوازي تساوي η = 0.9. لذلك ، في المجاميع ، يجب أن تحاول استخدام اتصال متوازي أو أقرب ما يمكن إليه.

حساب الكفاءة - 4.0 من أصل 5 مرتكز على 3 الأصوات

ستركز هذه المقالة على ما هو مألوف ، لكن الكثيرين لا يفهمون مصطلح معامل الأداء (COP). ما هذا؟ دعونا نفهم ذلك. معامل الأداء ، المشار إليه فيما يلي باسم (COP) - سمة من سمات كفاءة نظام أي جهاز ، فيما يتعلق بتحويل أو نقل الطاقة. يتم تحديده من خلال نسبة الطاقة المفيدة المستخدمة إلى إجمالي كمية الطاقة التي يتلقاها النظام. هل عادة ما يتم تمييزها؟ (" هذه"). ؟ = Wpol / Wcym. الكفاءة هي كمية بلا أبعاد ويتم قياسها غالبًا كنسبة مئوية. رياضياً ، يمكن كتابة تعريف الكفاءة على النحو التالي: n \ u003d (A: Q) x100٪ ، حيث A هو عمل مفيد ، و Q هو العمل الذي تم إنفاقه. وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، تكون الكفاءة دائمًا أقل من الوحدة أو تساويها ، أي أنه من المستحيل الحصول على عمل أكثر فائدة من الطاقة المستهلكة! من خلال البحث في مواقع مختلفة ، غالبًا ما أتفاجأ كيف يروي هواة الراديو ، أو بالأحرى ، يثنون على تصاميمهم ، من أجل الكفاءة العالية ، دون أن يكون لديهم أدنى فكرة عن ماهيتها! من أجل الوضوح ، باستخدام مثال ، سننظر في دائرة محول مبسطة ، ونتعلم كيفية العثور على كفاءة الجهاز. يظهر مخطط مبسط في الشكل 1

لنفترض أننا اتخذنا كأساس محول جهد تصاعدي DC / DC (يشار إليه فيما يلي باسم PN) ، من أحادي القطب إلى أحادي القطب المتزايد. نقوم بتشغيل مقياس التيار الكهربائي PA1 في فاصل دائرة الطاقة ، وبالتوازي مع مدخلات الطاقة PN مقياس الفولتميتر PA2 ، والقراءات اللازمة لحساب استهلاك الطاقة (P1) للجهاز والحمل معًا من مصدر الطاقة. بالنسبة لمخرج PN ، نقوم أيضًا بتشغيل مقياس التيار RAZ ومقياس الفولتميتر RA4 ، وهما مطلوبان لحساب الطاقة المستهلكة بواسطة الحمل (P2) من PN ، إلى انقطاع التيار الكهربائي للحمل. لذا ، كل شيء جاهز لحساب الكفاءة ، فلنبدأ إذن. نقوم بتشغيل أجهزتنا ، ونقيس قراءات الأدوات ونحسب القوى P1 و P2. ومن ثم فإن P1 = I1 x U1 و P2 = I2 x U2. الآن نحسب الكفاءة باستخدام الصيغة: الكفاءة (٪) = P2: P1 x100. لقد تعرفت الآن على الكفاءة الحقيقية لجهازك. باستخدام صيغة مماثلة ، يمكنك حساب PN وإخراج ثنائي القطب وفقًا للصيغة: الكفاءة (٪) \ u003d (P2 + P3): P1 x100 ، بالإضافة إلى محول التدريجي. وتجدر الإشارة إلى أن القيمة (P1) تشمل أيضًا الاستهلاك الحالي ، على سبيل المثال: وحدة تحكم PWM ، و (أو) محرك للتحكم في ترانزستورات التأثير الميداني ، وعناصر هيكلية أخرى.

كمرجع: غالبًا ما يشير مصنعو مضخمات السيارة إلى أن طاقة خرج مكبر الصوت أعلى بكثير مما هي عليه في الواقع! ولكن ، يمكنك معرفة القوة الحقيقية التقريبية لمضخم صوت السيارة باستخدام صيغة بسيطة. دعنا نقول على مكبر الصوت التلقائي في دائرة الطاقة + 12 فولت ، يوجد فتيل 50 أمبير. نحسب ، P \ u003d 12V × 50A ، في المجموع ، نحصل على استهلاك طاقة يبلغ 600 واط. حتى في الطرز عالية الجودة والمكلفة ، من غير المرجح أن تتجاوز كفاءة الجهاز بأكمله 95٪. بعد كل شيء ، يتم تبديد جزء من الكفاءة في شكل حرارة على ترانزستورات قوية ، ولفائف محولات ، ومعدلات. لنعد إلى الحساب ، نحصل على 600 واط: 100٪ x92 = 570 واط. لذلك ، بغض النظر عن 1000 واط أو حتى 800 واط ، كما يكتب المصنعون ، فإن مكبر صوت السيارة هذا لن يعطيه! آمل أن تساعدك هذه المقالة على فهم هذه القيمة النسبية مثل الكفاءة! بالتوفيق للجميع في تطوير وتكرار التصاميم. كان لديك عاكس معك.